Farina di semi di carruba, xantano e gomma di guar a confronto
Tre degli idrocolloidi più noti utilizzati nell'industria alimentare per coerenza, stabilità e controllo della consistenza sono la gomma carruba (E410), la gomma guar (E412) e la gomma xantanica (E415). I primi due sono galattomannani ottenuti dall'endosperma di semi vegetali; lo xantano è un polisaccaride prodotto dalla fermentazione microbica. Sebbene queste tre gomme siano spesso menzionate fianco a fianco nello stesso gruppo di prodotti, le loro strutture chimiche, il comportamento in acqua e le interazioni tra loro sono marcatamente differenti.
In questo articolo confrontiamo le tre gengive in termini di struttura, solubilità, potere di ispessito, tendenza alla formazione di gel e soprattutto la sinergia nota tra gomma di fagiolo di locusta e xantano; spieghiamo quale proprietà sia importante nella scelta della formulazione e perché.
Breve definizione delle tre scale
Gli idrocolloidi sono sostanze molecoleche di grandi dimensioni che formano viscosità interagendo con l'acqua e formano un gel in alcune condizioni. Sono usati principalmente in basse proporzioni nell'industria alimentare; lo scopo è regolare la consistenza di un prodotto, ritardare la separazione della fase, limitare la formazione di cristalli di ghiaccio o regolare la sensazione in bocca.
Gomma di carruba (gomma di fagioli di locusta, gomma di fagioli di carruba, E410)si ottiene macinando la parte endospermica del chicco di carruba (Ceratonia siliqua). Nella valutazione dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA), è stato affermato che E410 è un additivo alimentare autorizzato nell'UE, ottenuto dall'endosperma macinato dei semi di carrubo. Chimicamente, è un galattomanano.
Scala di Guar (E412)è un altro galattomanano ottenuto dall'endosperma dei semi della pianta guar (Cyamopsis tetragonoloba). Una recente revisione sui galattimanani riporta che i semi di guar possono contenere fino al 40–50 percento di galattimanani in peso.
Gomma xantana (E415) È un esopolisaccaride prodotto dalla fermentazione batterica, non da semi vegetali. Pertanto, si differenzia dagli altri due per origine, struttura e comportamento. Nella rivalutazione EFSA del 2017, si afferma che lo xantha non è previsto che venga assorbito intatto nell'intestino, ma viene fermentato dal microbiota intestinale.
Struttura chimica: Spina dorsale del mannoso e rami della galactosi
Ciò che colloca la gomma di carruba e la gomma guar nella stessa famiglia è il loro scheletro comune. I galactomannani presentano una catena principale lineare di unità D-mannosi collegate tra loro da legami β-1,4 e rami laterali di D-galattosio attaccati a questa catena da 1,6 legami. La differenza più importante che distingue le due scaglie è che il galattosio si dirama sulla catena principale Frequenza e distribuzione.
In letteratura, questa differenza è spesso espressa nel rapporto mannosa/galattosio (M/G). In una revisione del 2025 di Flores García et al., il rapporto M/G per la gomma carruba è indicato approssimativamente 4:1 e per la gomma guar circa 2:1. Nello studio di Goycoolea et al. sulla sinergia dello xantano, questi rapporti sono indicati come circa 3,5 per la gomma carruba e circa 1,55 per la guar. Sebbene i dati varino a seconda delle fonti e della materia prima, la direzione è la stessa: I rami del galattosio sono radi nella gomma di carrubo e più densi nella gomma guar.
Anche la distribuzione dei rami è importante. Nella stessa revisione si afferma che i rami di galattosio sono distribuiti più uniformemente nella gomma guar, che fornisce una viscosità più stabile e riproducibile; nella gomma di carruba si afferma che la distribuzione irregolare consente una sinergia più forte con altri agenti gelificanti. I blocchi di mannosio "liscio" che rimangono non ramificati nella catena principale della gomma carruba sono considerati regioni in grado di stabilire connessioni fisiche con altri polisaccaridi.
La struttura dello xantha, invece, è completamente diversa: le catene laterali di tasaccaridi sono attaccate a una spina dorsale di unità glucosio; le catene laterali contengono mannosio e acido glucuronico, con alcune unità sostituite da gruppi acetile e piruvato. Questi gruppi carichi conferiscono allo xantano un carattere anionico; i galattimani sono polisaccaridi neutri.
Differenze nella solubilità e idratazione in acqua
Nei galattomanani, i rami del galattosio impediscono alle catene principali di avvicinarsi troppo l'una all'altra e di formare regioni cristalline, facilitando l'interazione della molecola con l'acqua. Secondo la compilazione di Flores García et al., la solubilità dei galattomannani in acqua è correlata alla proporzione di catene laterali di galattosio nella struttura; man mano che il ramo del galattosio diminuisce, i legami a idrogeno tra le catene aumentano e la solubilità diminuisce.
Questa differenza strutturale si riflette nella pratica come segue:
| Scala guar | Poiché i rami del galattosio sono densi, può essere disperso in acqua fredda; nella stessa revisione si sottolinea che la dispersibilità del guar in acqua fredda rappresenta un vantaggio importante nelle applicazioni industriali. |
| Farina di semi di carruba | A causa della sua struttura ramificata più rada, viene spesso utilizzato in combinazione con trattamenti termici per l'applicazione di idratazione completa; perciò è preferito nei prodotti che richiedono la pastorizzazione o le fasi di cottura. |
| Gomma xantana | È conosciuta come gomma che è solubile sia in acqua fredda che in acqua calda e può mantenere la sua viscosità su un'ampia gamma di pH e temperatura. |
Queste differenze influenzano direttamente la scelta della gamma in base al flusso produttivo della formulazione. Una salsa preparata a freddo e una miscela di gelato trattata termicamente non dovrebbero aspettarsi le stesse prestazioni con la stessa gamma.
Potere di ispessimento e gel-forming
La capacità di ispessimento dipende non solo dal rapporto del galattosio, ma anche dal peso molecolare e dalla lunghezza della catena. La compilazione di Flores García et al. indica la capacità di ispessimento tra i galattimanani nell'ordine della gomma di fieno greco, gomma guar, gomma tara e gomma di carrubo; cioè, quando usata da sola, la guar tende a formare una viscosità maggiore rispetto alla gomma di carruba.
Nella tendenza a formare gel, l'ordine è invertito. I galactomannani, che hanno meno rami di galattosio rispetto alla stessa fonte, interagiscono più fortemente con altri polisaccaridi grazie a blocchi di mannosio non ramificati e formano gel più forti in combinazione. In questa classifica, la gomma carruba è la più forte e la gomma guar ha una capacità di gelificazione più debole; la guar fornisce soluzioni più viscose, ma la sua capacità di gelificazione è limitata.
In sintesi:
| Caratteristiche | Farina di semi di carruba (E410) | Scala di Guar (E412) | Gomma xantana (E415) |
|---|---|---|---|
| Fonte | Endosperma di semi di carruba | Endosperma a seme di guar | Fermentazione batterica |
| Tipo chimico | Galattomannan neutro | Galattomannan neutro | Esopolisaccaride anionico |
| Rapporto M/G | Circa 3,5–4:1 | Circa 1,5–2:1 | Non applicabile |
| Comportamento in acqua fredda | Limitato; solitamente usato per riscaldamento | Dispersibile | Solubile |
| Ispessimento da solo | Medium | Alto | Struttura alta, assottigliante per taglio |
| Potenziale di sinergia | Forma un gel forte con xantano | Aumento della viscosità con lo xantano, scarsa gelificazione | Interagisce con i galattomannani |
Le affermazioni qualitative nella tabella si basano sui risultati generali delle revisioni e delle ricerche le cui fonti sono riportate di seguito; i valori esatti per un determinato prodotto dovrebbero essere determinati dalla specifica tecnica dell'intervallo utilizzato e dalle misurazioni di laboratorio.
La sinergia tra Xanthan e gomma di carruba
Uno degli argomenti più studiati nella scienza degli idrocolloidi è la sinergia che si verifica quando la gomma xantanica e la gomma di carruba vengono usate insieme. Questi due polisaccaridi, che non si gelatinono separatamente né formano gel deboli, possono formare un gel elastico quando riscaldati e raffreddati insieme.
Nello studio di Fernandes del 1995, lo xantano; guar è stato esaminato mescolandolo con la gomma di carruba, che è stata divisa in gomma intera e frazioni. Nello studio, è stato riportato che la sinergia più forte è stata ottenuta in un rapporto 1:1 tra xantano e galactormannan, il rapporto M/G delle frazioni della scala di carruba determinava le temperature di gelificazione e di fusione, e le frazioni con alto rapporto M/G mostravano temperature di transizione più elevate con una sinergia più forte.
Lo studio di Goycoolea et al. supporta un quadro simile: si afferma che le miscele di gomma di carruba e xantano formano un gel a circa 60 °C, e che la sinergia con lo xanthan tende ad aumentare con la diminuzione del contenuto di galattosio. Nel 2015, Grisel et al. hanno esaminato l'effetto della struttura fine dei galattimanani sull'interazione dello xanthan e hanno proposto due meccanismi che lavorano insieme per spiegare la sinergia.
Questi risultati significano in pratica che:
- La combinazione di xantano + gomma di carruba può essere presa in considerazione in formulazioni che vogliono stabilire una struttura simile a un gel con una bassa quantità totale di gamut.
- La combinazione di xantano + guar fornisce un aumento maggiore della viscosità; non si prevede che formi un gel nella stessa misura.
- Il rapporto di miscelazione e il rapporto M/G del galattomanano influenzano significativamente la durezza e il comportamento termico della struttura risultante.
Quale gomma viene scelta per cosa nelle applicazioni alimentari?
La scelta della scala non è una singola domanda di "gamma migliore"; il modo in cui il prodotto viene lavorato, la durata di conservazione, la texture target e il costo vengono valutati insieme.
Miscele latticine e gelati trattate termicamentesono gli usi tradizionali della gomma di carruba. La fase di trattamento termico facilita l'idratazione della gomma; combinazioni con altri stabilizzatori vengono utilizzate per regolare il comportamento dei tessuti e dello scioglimento. In uno studio condotto in Turchia, sono stati aggiunti 0,05, 0,10 e 0,20 percento di gomma di carruba al kefir prodotto dal latte di capra; è stato riportato che, aumentando il rapporto delle gengive, aumentava la viscosità e diminuiva la separazione sierica, e i partecipanti preferivano i campioni contenenti 0,05 e 0,10 percento di gomma da controllare. Questo risultato mostra che anche a bassi tassi può influire significativamente sul tessuto; un uso eccessivo può ridurre il sapore.
Salse, bevande e preparazione pronta a preparare fredda può essere più pratico in prodotti come la gomma guar o lo xantano, che possono disperdersi in acqua fredda. La struttura slittillante (pseudoplastica) dello xantano supporta proprietà desiderabili come salse che scorrono facilmente dalla bottiglia ma rimangono spesse sul piatto.
Nei dessert, nei ripieni e in alcuni cibi pronti da mangiare che richiedono una struttura simile a un gel L'uso combinato di gomma xantanica e carruba può permettere di raggiungere il tessuto bersaglio con una quantità totale di scala inferiore grazie alla sinergia.
Differenze si riscontrano anche in aree non alimentari. Ad esempio, nella recensione si afferma che la gomma guar è l'addensante più comunemente utilizzato nelle paste per stampa tessile grazie alla sua dispersibilità in acqua fredda, mentre la gomma di carruba può essere utilizzata in paste da stampa resistenti agli alcalini in un'ampia gamma di pH grazie alla sua struttura non ionica.
Valutazioni di sicurezza e legislazione
Tutti e tre i lotti sono additivi alimentari autorizzati nell'Unione Europea con numero E e sono stati rivalutati dall'EFSA nel 2017.
Secondo la valutazione della scala di carob della EFSA, E410 viene praticamente mai digerito, non viene assorbito intatto ed è significativamente fermentato dai batteri nell'intestino umano. È stato ricordato che il JECFA ha fissato un valore di assunzione giornaliera accettabile "non specificato" nel 1981; Il panel EFSA ha inoltre concluso che non è necessario un valore numerico accettabile di assunzione giornaliera e che non ci sono preoccupazioni di sicurezza per la popolazione generale negli usi riportati. Nella stessa valutazione, è stato affermato che neonati e bambini piccoli alimentati per scopi medici speciali possono essere più suscettibili agli effetti del sistema digestivo a causa delle loro condizioni sottostanti e che i dati per questo gruppo sono insufficienti.
Per la gomma xantana, l'EFSA ha concluso che non è necessario un valore numerico accettabile di assunzione giornaliera e che non ci sono preoccupazioni di sicurezza a livelli di esposizione raffinati per la popolazione generale; è inoltre incluso nella valutazione che a dosi elevate negli adulti può essere riscontrato disagio addominale in alcuni individui, che il panel ha descritto come un effetto indesiderato ma non avverso. La gomma di Guar è stata anche rivalutata dallo stesso panel con un parere separato.
Queste valutazioni costituiscono il contesto scientifico della legislazione che determina in quali prodotti e in quali quantità le gomme possono essere utilizzate. Quale gomma può essere utilizzata nel prodotto del produttore e in quale proporzione dovrebbe essere controllata separatamente secondo la normativa applicabile sugli additivi.
Domande Frequenti
La gomma da cangeretta di fagioli di locusta e quella di guar sono intercambiabili? Poiché entrambi i gamut sono galattomanani, sono parzialmente intercambiabili in alcune applicazioni; tuttavia, poiché la loro solubilità, viscosità e comportamento di formazione del gel, specialmente con lo xantano, sono diversi, un cambiamento diretto uno a uno spesso non produce lo stesso risultato. Sono necessari esperimenti sulla formulazione.
La gomma xantana è vegetale? Lo xantano è un polisaccaride prodotto dalla fermentazione batterica, non dai semi delle piante. Carruba e gomma guar, invece, sono ottenuti direttamente dall'endospermo dei semi delle piante.
Perché usare la gomma xantana e la gomma di carruba insieme? Quando questi due polisaccaridi vengono riscaldati e raffreddati insieme, possono formare una struttura di gel elastico che non possono formare da soli. Le ricerche dimostrano che la sinergia dipende dal rapporto di miscelazione e dal rapporto mannosio/galattosio del gamut caroccio.
La gomma da masticare è la stessa cosa della farina di carruba? La gomma di carruba si ottiene dall'endospermo del chicco, mentre la farina di carruba è ottenuta dalla parte carnosa (polpa) del frutto; le loro funzioni e composizioni sono diverse.
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La materia prima della gomma di carrubo sono i chicchi separati dal frutto della carruba. Nella produzione della gomma, il guscio del chicco viene separato, la sezione dell'endosperma viene separata dal germe e dalla macinazione; pertanto, l'approvvigionamento di chicchi puliti, classificati e tracciabili è il primo anello della catena.
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Risorse interne
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